Libmonster ID: UA-1677

 Автор: Малышев Г. В.

Доктор технических наук Г.В. МАЛЫШЕВ, Московский авиационный институт

Современный рынок космических услуг (в основном, систем связи) по обороту финансов вышел на первое место - около 30 млрд. долл. США в год, а еще через 3-4 года этот показатель, видимо, удвоится. Естественно, эти "плодоносящие угодья" уже поделены, монополизированы, и войти туда можно только неординарными путями. Один из них - высотные ретрансляционные системы, которые по характеристикам - техническим, экономическим, эксплуатационным и долговечности - будут превосходить существующие наземные и космические.

В последние годы и в России, и за рубежом активно продолжается создание ретрансляторов, базирующихся на высотах 10-20 км. Для того чтобы поднять соответствующую технику на такие высоты и обеспечить длительное ее пребывание там, до сих пор рассматривали три варианта: привязные аэростатические системы, свободно летающие дирижабли и барражирующие самолеты. Однако все эти носители не лишены тех или иных недостатков.

У первых двух - очень невыгодное соотношение между внешними параметрами и массой, поднимаемой ими в разреженные слои атмосферы. В современных проектах применяют аэростаты и дирижабли с оболочками до тысяч кубометров в объеме и размерами в сотни метров. Помимо того, что у такой системы большое аэродинамическое сопротивление, ее каждые две-три недели нужно опускать на Землю для дозаправки гелием, что очень дорого (1 т газа стоит 1 млн. долл.).

Использование для ретрансляционных нужд барражирующих самолетов в сравнении с предыдущими вариантами имеет ряд преимуществ (маневренность, универсальность и др.). Однако все опять упирается в огромные затраты: стоимость 1 ч полета достигает нескольких сотен, а иногда и тысяч долл.

Несмотря на перечисленные недостатки, такие ретрансляционные сети все же действуют в США и Западной Европе. В России они развития не получили, и нашему институту поручили разработать альтернативный вариант. В результате рассмотрения различных подходов к решению вопроса родился совершенно уникальный проект.

Дело в том, что существует такое природное явление, как тропосферный ветер, постоянно дующий на

стр. 20


высоте 9-12 км со скоростью 15- 25 м/с (в зависимости от времени года и координатной точки над поверхностью Земли, а также от глобального состояния атмосферы в связи с солнечной активностью и погодными аномалиями). Исчерпывающей информацией об этом феномене ученые владели давно, но практически использовать ее пока никто не смог, и у нас родилась идея восполнить этот пробел.

Мы исходили из того, что в любом конкретном регионе скорость и направление тропосферного ветра практически всегда постоянные, да и высота, на которой он дует, оказалась вполне подходящей. Идея заключалась в том, чтобы создать "привязанный" к Земле летательный аппарат, парящий в ветровом потоке приблизительно в 10 км от поверхности планеты и несущий на себе соответствующую технику Воплощение задуманного стало вполне реальным с развитием аэродинамики малых скоростей. Успеху дела способствовало и создание сверхлегких полимерных тросовых систем, новых неметаллических конструкционных материалов. Дело оставалось за "малым" - привлечь все необходимые научные и технические достижения и разработать соответствующий летательный аппарат.

Постановка задачи подсказывала: это должен быть планер, но конструкция его пока не вырисовывалась. В итоге долгого поиска и множества расчетов мы остановились на биплане, но очень своеобразного вида. Небольшие крылья, управляющие полетом, решили поместить впереди фюзеляжа. Находящийся сзади и сверху него коробчатый модуль должен был обеспечить подъемную силу. Последний, как у каждого биплана, представлял собой два параллельных крыла (одно на уровне фюзеляжа, другое выше), связанных четырьмя вертикальными стабилизаторами, два из которых находятся по краям, образуя замкнутый контур.

Напомню читателю, что любую крылатую систему - от стрекозы до наисовременнейшего истребителя - характеризует сочетание аэродина-

стр. 21


стр. 22


мического качества (соотношение подъемной силы и лобового сопротивления) и нагрузки на крыло. Если, скажем, для самолета и планера первое равно 20 и 50 соответственно, а нагрузка - 120-200 кг/м 2 , то у нашего детища эти показатели нестандартны - 30 и 5-10 кг/м 2 . В результате оказалось: созданный нами летательный аппарат совмещает в себе свойства классического планера, мотопланера, воздушного змея и парашюта-крыла.

Итак, летающая основа искомой системы была найдена. Оставалось решить вопрос ее "привязки" к Земле и подъема на заданную высоту В первом случае мы использовали самые современные синтетические материалы типа "Кевлар", который применяют даже в бронежилетах. Это позволило изготовить связующий трос диаметром не более 4,5 мм с коэффициентом запаса прочности, равного 3. При этом его аэродинамическое сопротивление соизмеримо с таковым самого несущего аппарата. Что же касается запуска последнего в зону тропосферного ветра, то мы решили разгонять его по прямой трассе или по спирали, используя либо автомобиль, либо катер.

Словом, была разработана аэродинамическая привязная подъемно-транспортная система, или система высотной подвески аппарата высокого аэродинамического качества и малой удельной нагрузки на крыло, обеспечивающая всей конструкции парение под действием среднестатистических по высоте ветровых нагрузок при тросовой фиксации относительно земной поверхности или подвижного буксира. При собственном весе планера 800 кг, он поднимает полезный груз до 250 кг на высоту около 10 км и находится там неограниченное время.

Будущий комплекс получил название - аэродинамическая интегральная (или иерархическая) система телекоммуникаций "АИСТ". Почему так? Дело в том, что один аппарат может обеспечить телевизионную, телефонную и радиосвязь, а также передачу данных (Интернет, видеоконференции и др.) пусть в обширной, но все-таки ограниченной зоне, с радиусом приблизительно 100 км. Для того чтобы теми же услугами мог пользоваться район, занимающий большую площадь, требуется несколько "АИСТов", причем один из них будет выполнять функции связующего или узлового.

Следующая иерархическая единица этой системы - регион, представляющий собой комплекс районов, расположенных на достаточно большом расстоянии друг от друга. Информация между ними передается зональными наземными центрами, оснащенными соответствующей аппаратурой, с использованием кабельной или спутниковой связи. Дальнейшее расширение системы предусматривает создание межрегиональной или глобальной сети.

Что же мы выгадываем от внедрения "АИСТа"? Ответим на примере территории Москвы и области. В настоящее время для обеспечения эфирного вещания здесь применяют две высотные (Останкинская и Шуховская) и тысячу малых башен высотой 70-80 м. Наша система для тех же самых функций (на самом деле их гораздо больше, о чем я еще скажу) потребует запуска трех аппаратов, причем ее стоимость будет составлять всего ... 4-5% от ныне существующей. Когда проект был уже разработан, выяснилось: на самом деле возможности будущего изделия гораздо шире, чем мы предполагали. Кроме роли ретранслятора большого радиуса действия, отдельно взятый "АИСТ" можно использовать и для других целей, в зависимости от его технической "начинки".

В частности, поместив на него оптические приборы, работающие в видимой и инфракрасной области, удастся контролировать площадь в 200 км с разрешением менее полуметра, в реальном режиме времени получая информацию о состоянии зданий, дорог, линий электропередачи, тепловых сетей, подземных сооружений. "АИСТ" поможет точно определять места аварий различных коммуникаций, контролировать теплопотери производственных и жилых помещений, осуществлять экологический мониторинг города. Мало того, собранные им данные будут способствовать детальному планированию строительных площадок, транспортных и инженерных путей, составлению геоинформационной карты заданного района. И уж совсем, казалось, фантастическая идея - создание на базе "АИСТа" противопожарной системы для высотных и недоступных объектов, с помощью которой можно было бы тушить очаги возгорания с очень высокой точностью.

И это еще не все. Снабдив планер соответствующей аппаратурой, легко превратить его в очень эффективную стационарную ветроэнергоустановку, а смонтированные на нем радиолокационные станции позволят образовать на границах нашего государства линии противосамолетной и противоракетной защиты с дальностью обзора до 250 км.

Сейчас мы рассматривали возможности системы, когда "АИСТ", "привязанный" к Земле, парит на высоте 10 км под действием тропосферного ветра. Но, оказывается, существуют и другие варианты его использования. Если снабдить планер кабиной пилота, а сделать это очень просто, то он может лететь в тросовой связке с наземным или водным буксиром, маневрируя по высоте и, частично, по курсу, перевозить людей или груз массой до 1000 кг на достаточно большие расстояния.

Дальнейшие исследования показали: на этом функции системы не заканчиваются. В частности, в таком варианте "АИСТ" пригодится в спортивно-рекламной сфере - для развития парашютного и планерного спорта, создания высотных оптических эффектов, обеспечения постоянной подсветки соответствующих объектов и т.д. Причем все это можно выполнять как в автоматическом, так и пилотируемом режиме.

Впрочем, перечислять все широчайшие и уникальные возможности "АИСТа" мы не будем, так как сами до конца их пока не знаем, но уверены: наша система имеет все шансы войти в Книгу рекордов Гиннесса в качестве "самого низкоскоростного летательного аппарата тяжелее воздуха". На свои разработки мы получили два патента РФ.

Записал А. К. МАЛЬЦЕВ


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/-АИСТ-ГОТОВИТСЯ-К-ПОЛЕТУ

Similar publications: LUkraine LWorld Y G


Publisher:

Бельбек ТахумовContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Scientist

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

"АИСТ" ГОТОВИТСЯ К ПОЛЕТУ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 17.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/-АИСТ-ГОТОВИТСЯ-К-ПОЛЕТУ (date of access: 10.02.2025).

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
ТРУДНЫЕ ВОПРОСЫ. СВЕТЛАНА АЛЕКСИЕВИЧ: "МЫ - ЛЮДИ ЛАГЕРНОГО СОЗНАНИЯ"
5 days ago · From Україна Онлайн
FORMS OF CLASS STRUGGLE OF THE PEASANT-COSSACK MASSES OF UKRAINE IN THE XVIII CENTURY
Catalog: История 
9 days ago · From Denys Reznikov
G. I. MARAKHOV. SOCIO-POLITICAL STRUGGLE IN UKRAINE IN THE 50S-60S OF THE XIX CENTURY
12 days ago · From Denys Reznikov
ESSAYS ON THE HISTORY OF TRADE UNIONS OF THE UKRAINIAN SSR
12 days ago · From Denys Reznikov
K. A. KHMELEVSKY, S. K. KHMELEVSKY. STORM OVER THE QUIET DON. HISTORICAL ESSAY ON THE CIVIL WAR ON THE DON
12 days ago · From Denys Reznikov
"УКРАЇНСЬКИЙ ІСТОРИЧНИЙ ЖУРНАЛ" - ДЕСЯТЬ РОКІВ У МЕРЕЖІ
Catalog: История 
12 days ago · From Україна Онлайн
INTERNATIONAL COMMISSION ON THE HISTORY OF THE OCTOBER REVOLUTION
Catalog: История 
16 days ago · From Denys Reznikov
UKRAINIAN CHRONICLES
17 days ago · From Denys Reznikov
RABOCHY VOPROS ' ON THE PAGES OF THE REVOLUTIONARY PRESS OF 1905-1907
17 days ago · From Denys Reznikov
BUDGET STUDIES OF WORKERS IN PRE-REVOLUTIONARY RUSSIA
19 days ago · From Denys Reznikov

New publications:

Popular with readers:

News from other countries:

ELIBRARY.COM.UA - Digital Library of Ukraine

Create your author's collection of articles, books, author's works, biographies, photographic documents, files. Save forever your author's legacy in digital form. Click here to register as an author.
Library Partners

"АИСТ" ГОТОВИТСЯ К ПОЛЕТУ
 

Editorial Contacts
Chat for Authors: UA LIVE: We are in social networks:

About · News · For Advertisers

Digital Library of Ukraine ® All rights reserved.
2009-2025, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of affiliates, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. Once you register, you have more than 100 tools at your disposal to build your own author collection. It's free: it was, it is, and it always will be.

Download app for Android